电容式土壤湿度传感器

这是一个开源的电容式土壤湿度传感器项目,主打低功耗、电池供电与无线通信,适合 DIY 智慧农业场景。

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oshw_hqzl2026-03-13 11:18:07CERN Open Hardware License
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详细介绍

这是一个开源的电容式土壤湿度传感器项目,主打低功耗、电池供电与无线通信,适合 DIY 智慧农业场景。该项目是一个完整的低功耗无线土壤湿度监测方案,从硬件设计、软件开发到外壳生产均提供开源资源,适合 DIY 爱好者、学生或小型农业项目快速搭建智慧灌溉系统。

核心硬件特性

  • 主控与通信:基于 ATmega328P 单片机,搭配 nRF24L01 无线模块(2.4GHz),可兼容 MySensors 框架;可选 ATSHA204A 芯片实现安全消息签名。

  • 供电与续航:2 节 AAA 电池供电,休眠电流仅 5µA,理想条件下续航可达约 10 年。

  • 测量性能:传感器量程约 400(从空气到水中),采用外部 8MHz 晶振提升温度稳定性;除 nRF24L01 外,所有元件均为 SMD 贴片设计,PCB 单面布局。

  • 生产与外壳:PCB 使用 KiCad 6 设计,可直接下载 Gerber 文件打板;提供 3D 打印外壳 STL 文件,支持自定义修改。

软件与校准

  • 开发环境:推荐使用 Visual Studio Code + PlatformIO + MiniCore 进行编程与烧录,项目依赖 Docker 生成文档与生产文件。

  • 校准流程

    1. 用玻璃杯水与空气分别作为 “最大湿度” 和 “最小湿度” 参考。

    2. 读取传感器消息,记录对应数值后修改AIR_REFERENCE_VALUEWATER_REFERENCE_VALUE

    3. 重新编译并刷新固件,完成校准。

应用与拓展

  • 实际表现:项目提供了三周土壤湿度变化的实测数据图表,可直观反映土壤湿度波动。

  • 未来改进方向

    • 改用单节 AAA 电池 + 升压方案,进一步缩小体积

    • 替换 ATmega328P 与 nRF24L01 为 nRF52,提升集成度

    • 增加土壤温度测量功能(如 SMD 热敏电阻)

展示图

License

CERN-OHL-P v2

项目地址

https://github.com/RonMcKay/capacitive-soil-moisture-sensor